Вопрос о том, способен ли человеческий мозг вырабатывать новые нейроны во взрослом возрасте, долгое время оставался предметом жарких споров среди учёных. Именно нейрогенез — процесс образования новых нервных клеток — был в XX веке почти безоговорочно отнесён к детскому и раннему юношескому возрасту. На протяжении последнего столетия считалось, что количество нейронов после рождения не изменяется, и мы живём с тем запасом, который был у нас с самого начала. Однако последние исследования, проведённые с помощь современных технологий, ставят эту догму под сомнение, и, возможно, приближают к окончательному ответу на старинный вопрос о природе функционирования человеческого мозга во взрослом состоянии.Основные ученые открытия связаны с использованием современных методик анализа генетической активности клеток мозга, где ключевую роль сыграли технологии машинного обучения и секвенирования РНК на уровне отдельных клеток.
Эти инструменты позволили выявить, что в головном мозге взрослого человека существуют клетки с генетическими признаками, характерными для нейрональных предшественников — клеток, способных делиться и становиться полноценными нейронами. Особенно это касается гиппокампа — структуры мозга, ответственной за обучение и память.Открытие данных клеток было в некоторой степени подтверждено тем, что в образцах мозга взрослых людей, включая подростков и пожилых, обнаружены немногие, но значимые количества этих клеток. Исследования показали, что количество предшественников нейронов варьируется от человека к человеку и коррелирует с возрастом. Молодой мозг содержит больше активных предшественников, тогда как у пожилых их количество существенно снижается и в некоторых случаях такие клетки не обнаруживаются вовсе.
Важным аспектом данного исследования является то, что появление новых нейронов во взрослом мозге происходит с гораздо меньшей скоростью, чем в детском или подростковом возрасте. Предполагается, что в среднем в гиппокампе взрослого человека формируется около 700 новых нейронов в сутки, что составляет меньше, чем 0,03% общего числа нейронов. Несмотря на это, даже такой низкий уровень нейрогенеза может играть ключевую роль в процессах памяти и обучения, а также в адаптации мозга к новым условиям.Исторически нейрогенез во взрослом мозге стал рассматриваться как невозможный в начале XX века, когда известный нейробиолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль утверждал, что нервные клетки после рождения не восстанавливаются и не обновляются. Эта идея была господствующей на протяжении десятилетий.
Но с появлением новых технологий и исследований животных, в частности грызунов, в 1960-х и 1990-х годах начали появляться свидетельства возможности образования новых нейронов и у взрослых особей. Тем не менее доказательства для человека оставались спорными и вызывающими сомнения из-за трудностей с прямым наблюдением.Современные методы, объединяющие передовые биоинформатические подходы и глубокий анализ РНК, позволили пересмотреть эти ограничения. Машинное обучение помогло обнаружить в образцах человеческого мозга отдельные клетки с характерным генетическим профилем, типичным для нейрональных предшественников. Это открытие дало важные доказательства в пользу существования нейрогенеза у взрослого человека, что до недавнего времени было предметом ожесточённых споров.
Критики новых данных утверждают, что методики исследования остаются косвенными и нуждаются в дополнительных подтверждениях. Некоторые сомневаются, что обнаруженные клетки действительно являются предшественниками нейронов, подозревая, что они могут принадлежать к другим видам клеток, например глиальным, которые также способны к регенерации. Тем не менее ведущие исследователи продолжают настаивать, что данные клетки экспрессируют гены, присущие именно нейрональным, а не глиальным предшественникам.Значение открытия нейрогенеза во взрослом мозге сложно переоценить. Оно открывает новые перспективы в понимании того, как человеческий мозг справляется со старением, выздоровлением после травм и нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера.
Изучение факторов, влияющих на скорость и эффективность нейрогенеза, может привести к разработке инновационных терапий для поддержания когнитивных функций на протяжении всей жизни.Кроме того, выявление значительных индивидуальных различий в количестве нейрональных предшественников усиливает понимание того, что наши мозги обладают разной способностью к обновлению, которую, возможно, можно регулировать с помощью окружающей среды, образа жизни и даже фармакологических средств.Таким образом, современная наука приходит к выводу, что мозг человека не является статичным органом с фиксированным набором нейронов, а скорее представляет собой динамическую систему, способную к обновлению и адаптации. Это фундаментальное понимание меняет представления о нейронауке и предоставляет новые возможности для терапии и поддержания здоровья мозга.В дальнейшем исследования направлены не только на уточнение и количественную оценку скорости нейрогенеза, но и на выяснение того, какое именно влияние этот процесс оказывает на обучение, память и восстановление после повреждений.
Понимание механизмов, лежащих в основе нейрогенеза, может пролить свет на причины возрастного снижения когнитивных функций и предложить пути их замедления или предотвращения.Подобные исследования открывают перспективу улучшения качества жизни людей за счёт поддержки естественных процессов обновления клеток мозга и создания новых подходов к лечению нейродегенеративных заболеваний. В конечном итоге, несмотря на то, что вопрос о том, растут ли нейроны у взрослых, оставался открытым более века, современные научные достижения все ближе к тому, чтобы поставить окончательную точку в этом важном дискурсе.
